下?lián)P子黃橋地區(qū)龍?zhí)督M流體包裹體特征與油氣成藏期次

李建青，夏在連，史海英，花彩霞，王 馨

(1.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，西安 710069；2.中國(guó)石油化工股份有限公司 華東分公司 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，南京 210011)

下?lián)P子黃橋地區(qū)龍?zhí)督M流體包裹體特征與油氣成藏期次

李建青1,2，夏在連2，史海英2，花彩霞2，王 馨2

(1.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，西安 710069；2.中國(guó)石油化工股份有限公司 華東分公司 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，南京 210011)

下?lián)P子黃橋地區(qū)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M儲(chǔ)層中共發(fā)育2期流體包裹體:Ⅰ期主要發(fā)育在石英顆粒成巖次生加大早中期，主要沿顆粒加大邊內(nèi)側(cè)微裂隙呈帶狀或線狀分布；Ⅱ期主要發(fā)育在石英顆粒成巖次生加大期后，主要沿切穿多個(gè)石英顆粒及其加大邊的微裂隙呈線狀/帶狀分布。包裹體均一溫度分布區(qū)間75～120 ℃，主要集中在75～85 ℃，結(jié)合熱—埋藏史、生排烴史分析，龍?zhí)督M烴源巖在白堊紀(jì)末期進(jìn)入主生烴期，流體充注主要為侏羅紀(jì)(188～160 Ma)和晚白堊世至古近紀(jì)(60～43 Ma)，認(rèn)為該區(qū)龍?zhí)督M油藏形成于白堊紀(jì)末期。

成藏期次；流體包裹體；龍?zhí)督M；上二疊統(tǒng)；黃橋地區(qū)；下?lián)P子

下?lián)P子地區(qū)是我國(guó)南方海相及陸相油氣勘探的重要區(qū)域，海相油氣顯示活躍，全區(qū)共發(fā)現(xiàn)油氣顯示424處，具有良好的油氣前景[1]。但經(jīng)過(guò)50多年的勘探，除在蘇北新生界陸相地層獲得工業(yè)油氣流外，區(qū)內(nèi)海相油氣勘探迄今未獲實(shí)質(zhì)性突破。黃橋地區(qū)構(gòu)造上處于下?lián)P子區(qū)南京坳陷[2]。鉆井及地震資料揭示了本區(qū)中、古生界殘留視厚5～7 km，埋深在1～5 km之間，上覆陸相中、新生界沉積厚度在1 000～3 000 m之間，其中區(qū)域性蓋層浦口組厚度在700～1 500 m，保存較好。大部分地區(qū)處在海相中、古生界推覆體后緣的復(fù)向斜或?qū)_復(fù)背斜中，構(gòu)造形變相對(duì)較弱[3]。該區(qū)S174、HN9、HY1、HN4、HN6、HN5等多口鉆井揭示了上古生界良好的油氣顯示。2009年以來(lái)中國(guó)石化華東分公司在該區(qū)優(yōu)選溪橋構(gòu)造開(kāi)展目標(biāo)攻關(guān)，先后部署了多口探井，其中HT3、X3、Xp1井均在龍?zhí)督M頂部致密砂巖獲得日產(chǎn)油1.2～5.5 t的工業(yè)油流，實(shí)現(xiàn)了下?lián)P子地區(qū)上古生界油氣勘探的突破。為了進(jìn)一步分析該區(qū)龍?zhí)督M油藏成藏機(jī)制，指導(dǎo)下一步油氣勘探，開(kāi)展龍?zhí)督M致密砂巖儲(chǔ)層中流體微觀分布特征研究及油氣成藏時(shí)間的恢復(fù)工作顯得尤為重要。本文主要在流體包裹體特征和均一溫度研究基礎(chǔ)上，結(jié)合圈閉形成時(shí)間和生排烴史分析，確定油氣成藏期次[4-11]。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

下?lián)P子區(qū)處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)東部，西鄰漣黃大斷裂，東連南黃海，北至魯蘇隆起，南以華夏隆起為界，陸上面積23×104km2[3]。下?lián)P子區(qū)構(gòu)造演化先后經(jīng)歷4次擠壓運(yùn)動(dòng)、3次拉張運(yùn)動(dòng)等多重構(gòu)造影響[12-14]，形成了海相盆地和中生代前陸盆地疊合的改造型殘留盆地[15]。該區(qū)主要經(jīng)歷了古生代和中新生代多期次不同形式、不同程度的改造，構(gòu)造的復(fù)雜性不僅使早期形成的油氣藏遭到改造和破壞，同時(shí)也制約了地震資料品質(zhì)，其中印支以來(lái)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，影響著油氣保存、有效烴源巖與有效成藏組合的發(fā)育[1]。黃橋地區(qū)現(xiàn)今海相中古生界構(gòu)造格局是經(jīng)印支—早中燕山期逆沖推覆和晚燕山期拉張裂陷改造所形成的，其主要特征為：新老構(gòu)造比較復(fù)雜，構(gòu)造走向以NE-SW為主；構(gòu)造破碎，古生界沖斷逆牽引背斜受印支晚期—燕山早期逆沖斷層控制；構(gòu)造走向與斷裂走向基本一致，次級(jí)構(gòu)造單元的劃分均以斷層為界，主要目的層埋深、形態(tài)、面積均受斷層控制[3,16-17]。中、古生界海相地層發(fā)育較全，油氣資源豐富，其中上組合主要發(fā)育海陸交互相二疊系煤系地層，以泥巖為主。二疊系內(nèi)部發(fā)育龍?zhí)督M砂巖，其上發(fā)育臺(tái)地相青龍組灰?guī)r，其下發(fā)育棲霞組灰?guī)r，印支面上覆中生界含砂泥巖。因此，黃橋區(qū)上組合以二疊系泥巖晚期生烴為源巖，可形成3套成藏組合：(1)二疊系砂巖、泥巖自生自儲(chǔ)組合；(2)二疊系烴源巖+印支面碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層+中生界區(qū)域蓋層構(gòu)成的下生上儲(chǔ)組合；(3)二疊系烴源巖+中生界砂巖儲(chǔ)層+中生界蓋層構(gòu)成的古生新儲(chǔ)組合。

龍?zhí)督M主要發(fā)育一套煤系地層背景下的碎屑巖沉積，是灰色—深灰色細(xì)砂巖和灰黑色泥巖，夾雜少許中粗砂巖和黑色煤層。龍?zhí)督M砂巖類型主要由長(zhǎng)石質(zhì)中、細(xì)砂巖，石英中、細(xì)砂巖和粉砂巖及巖屑砂巖等巖石類型組成?？傮w上砂巖成分成熟度高，砂巖顆粒分選一般以中等—好為主。其成巖階段主要處于中成巖B階段，具有溶蝕、壓溶、交代、膠結(jié)及壓實(shí)等多種成巖作用類型。儲(chǔ)集空間主要以次生孔隙中的粒間孔、粒內(nèi)溶孔及鑄?？诪橹?，可見(jiàn)少量的成巖縫及構(gòu)造縫。儲(chǔ)層物性總體上具有特低孔—低孔及低滲的特征，并且表現(xiàn)為非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

2 樣品與實(shí)驗(yàn)

用于流體包裹體分析的樣品采自溪橋構(gòu)造帶的HN5、HN9、X1、X2井龍?zhí)督M，共計(jì)9個(gè)樣品，均為砂巖。流體包裹體均一溫度、冷凍溫度(鹽度)測(cè)試在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院完成。儀器采用Leica DMRX HC研究級(jí)透—反射偏光熒光顯微鏡和 Linkam THMS-G600型冷熱臺(tái)，冷熱臺(tái)溫度分辨率為0.1 ℃，均一法測(cè)溫精度±1 ℃，冷凍法測(cè)溫精度±0.2 ℃。分析方法和依據(jù)為中華人民共和國(guó)核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EJ/T1105-1999《礦物流體包裹體溫度的測(cè)定》[18]。另外，此次研究還利用了激光拉曼分析技術(shù)對(duì)部分樣品單個(gè)包裹體進(jìn)行成分分析，儀器采用LABHR-VIS LabRAM HR型顯微激光拉曼光譜儀，拉曼光譜測(cè)定包裹體直徑的下限可以達(dá)到2 μm。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1流體包裹體類型與分布特征

黃橋地區(qū)龍?zhí)督M砂巖儲(chǔ)層主要分布有4類包裹體：液態(tài)烴類、氣液態(tài)烴類、氣態(tài)烴類和含烴鹽水包裹體。油氣包裹體極為發(fā)育，約占50%左右均為油氣包裹體，其中液態(tài)和氣液態(tài)包裹體均占較大比例，純氣態(tài)包裹體則較少發(fā)育，一般較難發(fā)現(xiàn)。龍?zhí)督M儲(chǔ)層砂巖粒間孔隙普遍含有固體碳質(zhì)瀝青或褐色瀝青，甚至發(fā)育含固體瀝青包裹體。液態(tài)烴類包裹體在砂巖儲(chǔ)層中往往沿切穿石英、長(zhǎng)石顆粒的微裂隙分布或者石英顆粒加大邊微裂隙面成群、線狀以及帶狀分布(圖1a)；單偏光下呈褐色、深褐色，熒光下為淡黃色或黃綠色。氣態(tài)+液態(tài)烴類包裹體分布也較廣，在砂巖儲(chǔ)層中主要分布在環(huán)石英顆粒加大邊中內(nèi)側(cè)，呈線、帶狀分布(圖1b)；單偏光下呈淡褐色、褐色，熒光下為藍(lán)色、淺黃色和黃綠色等。在龍?zhí)督M砂巖儲(chǔ)層中，鏡下可見(jiàn)粒間孔隙普遍分布有碳質(zhì)固體或黑褐色瀝青，部分樣品甚至包含輕質(zhì)油。油氣包裹體在石英顆粒不同產(chǎn)狀的微裂隙中成帶或成線狀分布，一般發(fā)育2期次的油氣包裹體，鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)包裹體小于2 μm，少數(shù)包裹體大于2 μm，其中大于2 μm的樣品主要分布在2～5 μm，偶見(jiàn)大于5 μm的包裹體。

圖1 下?lián)P子區(qū)黃橋地區(qū)龍?zhí)督M流體包裹體鏡下特征

3.2流體包裹體形成期次

龍?zhí)督M儲(chǔ)層砂巖明顯分為2期流體包裹體：Ⅰ期主要發(fā)育在石英顆粒成巖次生加大早中期，主要沿顆粒加大邊內(nèi)側(cè)微裂隙成帶或成線狀分布，熒光以綠色、暗褐色為主，這期油氣包裹體特征明顯，普遍發(fā)育，在所有包裹體樣品中均有發(fā)現(xiàn)；Ⅱ期主要發(fā)育在石英顆粒成巖次生加大期后，主要沿切穿多個(gè)石英顆粒及其加大邊的微裂隙成線狀/帶狀分布，熒光以藍(lán)綠色、綠色為主，這一期包裹體僅在部分包裹體樣品中發(fā)育。從不同產(chǎn)狀包裹體均一溫度分布來(lái)看(圖2)，成巖期包裹體均一溫度分布廣泛，分布區(qū)間75～120 ℃，主要集中在80～85 ℃，而成巖期后包裹體均一溫度分布特征明顯不同，分布區(qū)間70～85 ℃，主要集中在75～80 ℃，均一溫度分布較為集中且明顯低于成巖期包裹體。從不同產(chǎn)狀包裹體鹽度分布特征來(lái)看，2期包裹體也有較明顯區(qū)別，成巖期包裹體鹽度普遍高于成巖期后，前者平均值為4.39%，后者為2.44%。結(jié)合成巖期后較發(fā)育的包裹體樣品中粒間裂隙普遍含輕質(zhì)油，因此推測(cè)是后期儲(chǔ)層抬升時(shí)破壞調(diào)整形成的，儲(chǔ)層埋深淺從而導(dǎo)致流體溫度和鹽度均較低，且保存了相當(dāng)部分的輕質(zhì)油至今；這一期油氣成藏與儲(chǔ)層物性有很大關(guān)系，物性好的儲(chǔ)層才導(dǎo)致油氣的充注。這從側(cè)面也反映了這一期油氣調(diào)整和充注可能規(guī)模不大，沒(méi)有足夠的驅(qū)替壓力使油氣進(jìn)入到深度相近但物性相對(duì)較差的儲(chǔ)層中。

根據(jù)不同時(shí)期黃橋地區(qū)可能的剝蝕厚度和X1井鉆遇的地層情況，確定了該井的埋藏史(圖3)和黃橋地區(qū)的古熱流值(現(xiàn)今地表熱流的平均值為68mW/m2左右，背景值為60mW/m2[19]，地表溫度平均14.6 ℃[20]；志留紀(jì)末熱流值為50 mW/m2[21]左右)，可以確定X1井龍?zhí)督M砂巖儲(chǔ)層的成藏時(shí)期為2期，分別為侏羅紀(jì)(188～160 Ma)和晚白堊世—古近紀(jì)(60～43 Ma)，并且在抬升時(shí)期發(fā)生小規(guī)模調(diào)整，時(shí)間為古近紀(jì)晚期(28～23 Ma)。

圖2 下?lián)P子區(qū)黃橋地區(qū)X1井不同產(chǎn)狀包裹體均一溫度分布

3.3與生排烴史的匹配關(guān)系

通過(guò)油源對(duì)比，黃橋地區(qū)龍?zhí)督M油藏油源來(lái)自于自身烴源巖[3]。龍?zhí)督M泥質(zhì)烴源巖厚100～400 m，有機(jī)碳含量為0.38%～4.14%，有機(jī)質(zhì)類型為混合型—腐殖型，屬中等—很好烴源巖。鏡質(zhì)體反射率Ro在0.98%～1.24%之間，處于成熟階段。根據(jù)Ro與深度關(guān)系，結(jié)合構(gòu)造演化史，可知烴源巖埋深在1 200～3 100 m進(jìn)入主生油期。印支運(yùn)動(dòng)后，二疊—三疊系遭受剝蝕，大部殘余厚度為500～1 000 m，未進(jìn)入生烴門限，因此未成熟。燕山晚期—喜馬拉雅期，沉積了中、新生界，龍?zhí)督M烴源巖埋深進(jìn)入1 500～2 000 m，開(kāi)始晚期生烴。通過(guò)X1井單井生烴模擬得出生烴強(qiáng)度最強(qiáng)的為龍?zhí)督M烴源巖，其主生烴期在白堊紀(jì)以后，證實(shí)了上組合晚期生烴。因此，黃橋地區(qū)龍?zhí)督M烴源巖在白堊紀(jì)末期進(jìn)入主生烴期，生成的原油充注于龍?zhí)督M頂部砂巖形成油藏。

圖3 下?lián)P子區(qū)黃橋地區(qū)X1井埋藏史與成藏期次劃分

4 結(jié)論

1)黃橋地區(qū)龍?zhí)督M砂巖儲(chǔ)層中主要分布有4類包裹體：液態(tài)烴類、氣液態(tài)烴類、氣態(tài)烴類和含烴鹽水包裹體，發(fā)育2期流體包裹體。

2)成巖期包裹體均一溫度分布廣泛，分布區(qū)間75～120 ℃，主要集中在80～85 ℃；而成巖期后包裹體均一溫度分布特征明顯不同，分布區(qū)間70～85 ℃，主要集中在75～80 ℃。結(jié)合熱—埋藏史認(rèn)為，流體充注主要在侏羅紀(jì)(188～160 Ma)和晚白堊世—古近紀(jì)(60～43 Ma)。結(jié)合生烴史分析，龍?zhí)督M油藏主要形成于白堊紀(jì)末期。

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(編輯黃 娟)

CharacteristicsoffluidinclusionsandtimingofhydrocarbonaccumulationinLongtanreservoirsinHuangqiaoregion,LowerYangtzeBasin

Li Jianqing1,2, Xia Zailian2, Shi Haiying2, Hua Caixia2, Wang Xin2

(1.DepartmentofGeology,NorthwestUniversity,Xi'an,Shaanxi710069,China; 2.ResearthInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,SINOPECEastChinaCompany,Nanjing,Jiangsu210011,China)

In the Longtan Formation of the Upper Permian in Huangqiao region of the Lower Yangtze Basin, there are 2 stages of fluid inclusion. The fluid inclusions of stage Ⅰ mainly generated during the early-middle period of quartz overgrowth, and generally located along micro-fractures within a linear zone. The fluid inclusions of stage Ⅱ mainly generated after quartz overgrowth, and distributed along micro-fractures which cut through quartz overgrowth. The homogenization temperature of fluid inclusions was 75-120 ℃, and the peak was 75-85℃. Analyses of geothermal evolution, burial history and hydrocarbon generation-expulsion history revealed that the main hydrocarbon generation period of the Longtan Formation source rocks was in Cretaceous, and oil charging mainly occurred in Jurassic (188-160 Ma) and from the Late Cretaceous to Paleocene (60-43 Ma). The Longtan reservoir mainly formed at the end of Cretaceous.

hydrocarbon accumulation stage; fluid inclusion; Longtan Formation; Upper Permian; Huangqiao region; Lower Yangtze Basin

1001-6112(2013)02-0195-04

10.11781/sysydz20130214

TE122.3+1

A

2012-09-05；

2013-02-25。

李建青(1967—)，男，博士研究生，高級(jí)工程師，從事油氣勘探部署研究。E-mail: lijiangqing1967@126.com。

中國(guó)石油化工股份有限公司科技開(kāi)發(fā)部項(xiàng)目(P10005)。